面试题：C++指向常变量指针在复杂数据结构传递中的应用

Question

假设有一个自定义的复杂数据结构 `struct ComplexData { int data1; double data2; char *str; }`，设计一个函数，该函数接收一个指向 `ComplexData` 类型常变量的指针作为参数，在函数内部对 `ComplexData` 中的部分数据进行读取和基于这些数据的计算，但不允许修改原数据结构的内容。请写出完整的代码实现，并解释为什么这样设计函数参数有助于数据的安全传递和处理。

Answer 1

#include <iostream>
#include <cstring>

struct ComplexData { 
    int data1; 
    double data2; 
    char *str; 
};

// 函数定义，接收指向const ComplexData的指针
void processComplexData(const ComplexData *constData) {
    // 读取数据并进行计算，不修改原数据
    std::cout << "data1: " << constData->data1 << std::endl;
    std::cout << "data2: " << constData->data2 << std::endl;
    std::cout << "str: " << constData->str << std::endl;

    // 示例计算
    double result = constData->data1 * constData->data2;
    std::cout << "计算结果: " << result << std::endl;
}

int main() {
    ComplexData data = {10, 2.5, "example"};
    processComplexData(&data);
    return 0;
}

解释函数参数设计

1. 使用指针：使用指针作为函数参数，使得在函数调用时传递的是数据结构的地址而非整个数据结构的副本。这样可以避免在传递大型复杂数据结构时的性能开销，提高效率。尤其对于 ComplexData 这种包含指针成员的结构，如果按值传递，可能会涉及到复杂的内存管理问题。
2. const 修饰：使用 const ComplexData * 作为参数类型，表明函数不会修改传入的 ComplexData 数据结构的内容。这提供了一种编译时的检查机制，若函数内部不小心尝试修改 constData 指向的数据，编译器会报错，从而保证了原数据的安全性。在函数定义时将指针本身也声明为 const（const ComplexData *const constData），进一步防止指针被意外修改，确保函数始终操作相同的目标数据。这种设计有助于在多人协作开发中，清晰地向其他开发者表明函数的意图和限制，减少因误操作导致的数据错误。